衛(wèi)星天線與平臺去耦合機構(gòu)控制系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、衛(wèi)星平臺與撓性附件之間的動力學耦合問題始終是衛(wèi)星姿態(tài)控制領域比較關注的問題，一直以來沒有得到徹底的解決。過去的撓性附件與衛(wèi)星平臺均采用固連的方式，往往從控制器的設計上來解決兩者之間的相互影響，但是這對于大型撓性天線卻并不適用。本文利用去耦合控制的思想，設計了去耦合機構(gòu)控制系統(tǒng)，將衛(wèi)星平臺與撓性天線用去耦合機構(gòu)連接，并對去耦合機構(gòu)的天線支撐臂進行控制，減弱天線與衛(wèi)星平臺的相互影響，提高衛(wèi)星姿態(tài)控制和天線指向控制的精確性，并盡可能抑制撓性天

2、線的振動。
　　本文首先研究了衛(wèi)星撓性天線以及衛(wèi)星姿態(tài)控制的發(fā)展與現(xiàn)狀，并且研究了去耦合機構(gòu)控制系統(tǒng)中測量元件旋轉(zhuǎn)變壓器以及執(zhí)行機構(gòu)音圈電機的發(fā)展與應用，建立了去耦合機構(gòu)控制系統(tǒng)中各組成部分的模型。
　　其次，根據(jù)所建立的模型，本文設計了去耦合機構(gòu)控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)采用雙回路控制，控制器均采用經(jīng)典PID控制算法予以實現(xiàn)。內(nèi)環(huán)速度反饋回路設計有較大帶寬，主要起到抑制干擾力矩的作用；外環(huán)位置反饋回路設計有較低帶寬，主要為屏蔽撓性

3、天線的固有頻率，抑制天線的振動，使衛(wèi)星天線有較高的指向精度。針對所設計的控制系統(tǒng)，本文進行了Matlab仿真驗證。
　　再次，針對控制系統(tǒng)性能的不足，本文又進行了適當?shù)母倪M，由原來的一組PID控制參數(shù)設計為功能不同的兩組參數(shù)，由控制系統(tǒng)根據(jù)實際情況決定具體選用的參數(shù)，增加了系統(tǒng)的自適應性。通過Matlab仿真，驗證了去耦合機構(gòu)控制系統(tǒng)的可行性，各項性能指標均滿足控制系統(tǒng)的性能要求。
　　最后，本文進行了去耦合機構(gòu)控制系統(tǒng)的軟